Uso de microalgas para producir bioalcoholes

1. Uso de microalgas para producir bioalcoholes Pablo Domínguez Paniagua Diego Fernández Mayordomo EIQ II

2. USO DE MICROALGAS PARA PRODUCIR BIOALCOHOLES • Introducción • Materias primas • Equipos y Requerimientos • Tratamientos • Análisis • Conclusiones • Bibliografía

3. En una época de aumento de los precios del petróleo y la preocupación por el clima, los biocombustibles han ganado atención como fuentes alternativas de energía. • La oferta actual de combustibles líquidos en todo el mundo es casi totalmente dependiente del petróleo. • Las microalgas son consideradas una de las materias primas más prometedoras para la producción de biodiesel. • El principal inconveniente para la producción de biodiesel económica a partir de microalgas es el alto coste del cultivo. Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

4. Las Microalgas consisten en diferentes tipos de hidratos de carbono que se almacenan principalmente en la pared celular.  • La producciónde biocombustibles de alta calidad sigue dos pasos; primero, el crecimiento de la biomasa primaria y, como segundo paso, la transformación de la biomasa hasta el producto final. • El procedimiento puede incluir bioprocesos (fermentación) o transformaciones químicas (refinación). Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

5. Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos La imagen muestra las posibles vías de producción de combustibles a partir de las microalgas. Tratamientos Conclusiones Bibliografía

6. La productividad de la biomasa terrestre depende de una combinación de factores geográficos y el tipo de vegetación. • En particular, los factores limitantes más importantes son: tipo de planta, la disponibilidad de agua, temperatura, calidad del suelo, la intensidad de la radiación solar. • Tratándose de la fotosíntesis como un factor clave, se hará una mención a la importancia de la luz. • Dentro de los equipos utilizados se destacan los siguientes: • Estanques abiertos • Fotobiorreactores Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

7. Estanques abiertos: • Es el método más habitual. Entre sus ventajas encontramos: • Los de gran superficie son relativamente baratos de construir • Es fácil de operar. • Estos equipos tienen algunas desventajas: • El cultivo depende de la disponibilidad de agua. La evaporación conduce a una pérdida significativa de agua • La imposibilidad de controlar la contaminación. • La dificultad de mantener un ambiente constante de la muestra (T). Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

8. Fotobiorreactores: • Método de mayor eficacia que el anterior. Entre sus ventajas están: • La evaporación puede ser evitada casi por completo. • Distribución de la luz del sol sobre una superficie más grande. • Se evita la emisión de fertilizantes al medio ambiente. • Sus desventajas más importantes serán: • el reactor de alto coste y la necesidad de que la de energía auxiliar Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

9. Importancia de la luz: • Independientemente del método utilizado para hacer crecer la biomasa de algas, una consideración importante es la necesidad de una administración óptima de la luz a todas las células dentro de la muestra. •  Las algas han evolucionado para absorber más luz que la necesaria para sus necesidades propias de fotosíntesis. • El exceso de la energía  de luz se disipa como calor. Esto se ha estimado que causa una reducción en el rendimiento de materia seca de tres veces o más. • Una estrategia totalmente diferente a optimizar la utilización de la luz es reducir el tamaño de la antena dentro de las células de algas. La manipulación de tamaño de la antena a través de los niveles de nutrientes ha recibido menos atención.Existe la posibilidad de que sea un inconveniente para la microalga Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

10. Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Para producir un biocombustible se sigue el siguiente esquema Tratamientos Conclusiones Bibliografía

11. Pre tratamiento ácido: • Las microalgas secas se llevan a agua destilada para formar diferentes combinaciones  sólido/ líquido,  posteriormente se mezclan con diferentes concentraciones de ácido sulfúrico y se incubarán a diferentes temperaturas en un horno. • Después de un determinado tiempo de pre-tratamiento, las muestras se enfrían a temperatura ambiente y el líquido que contiene los azúcares liberados se separa de las microalgas por centrifugación. • El bioetanol producido a partir del ácido pre-tratamiento de las microalgas se comparó con células de microalgas que  fueron pre-tratadas con CO2 (SCCO2). El resultado fue un 58% en peso de rendimiento (g de etanol / g microalgas), mientras que el pre-tratamiento con SCCO2 produjo un 38% en peso. Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

12. Importancia del CO2 y otros nutrientes • Se les debe suministrar la cantidad de nutrientes y CO2 para el crecimiento de la biomasa de algas. • La demanda de CO2 es de 1.7 kgCO2/kg biomasa seca.(estequiométricamente) • El aire proporcionado tiene que tener más del 1% de CO2. Se puede tomar a partir de plantas de combustión de combustibles o plantas químicas. • Al igual que las plantas terrestres, las microalgas necesitan nitrógeno y fósforo para crear la biomasa. • Reciclado La fermentación es una opción para el uso de la biomasa residual después de la extracción de biodiesel u otros compuestos valiosos. Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

13. Conclusiones: • Con estos estudios sobre la obtención de energía a través de métodos alternativos se busca la obtención de un combustible que en un futuro pueda sustituir a los combustibles fósiles. E intentar que la contaminación producida por dichos combustibles sea la mínima posible. • Estamos aún lejos de hacer realidad el indudable potencial que ofrece el biodiesel de algas. • El ácido de pre-tratamiento ofrece ventajas tales como la rentabilidad y bajo consumo de energía en comparación con otros métodos de tratamiento previo. • Debido a la gran variedad de especies de la biomasa terrestre y microalgas, existirán muy diversos sistemas de procesamiento. Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

14. Artículos consultados • - LilingJiang, ShengjunLuo, et al. Biomass and lipid production of marine microalgae using municipal wastewater and high concentration of CO2. Appl Energy 88 10 (2011), pp. 3336-3341 • - Clemens Posten, Georg Schaub. Microalgae and terrestrial biomass as source for fuels—A process view. J. Biotechnol.142 1 (2009), pp 64-69 • - RazifHarun, Michael K. Danquah.Influence of acid pre-treatment on microalgal biomass for bioethanol production. Process Biochemistry, 46 (2011), pp 304-309 • - Stuart A Scott, Matthew P Davey, et al. Biodiesel from algae: challenges and prospects Energy biotechnology – Environmental biotechnology 21 3 (2010), pp 277-286 Introducción Materias primas Equipos y Requerimientos Tratamientos Conclusiones Bibliografía

15. FIN GRACIAS POR SU ATENCIÓN